《高三生物二轮复习 专题4 第1讲 遗传的物质基础与基因表达课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三生物二轮复习 专题4 第1讲 遗传的物质基础与基因表达课件（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生物的遗传、变异与进化生物的遗传、变异与进化专题四专题四第第1讲遗传的物质基础与基因表达讲遗传的物质基础与基因表达专题四专题四考纲解读考纲解读考点预测考点预测1.人类对遗传物质的探索人类对遗传物质的探索历程历程1.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的分析及拓展应用细菌实验的分析及拓展应用2DNA分子的结构和复制及相关计分子的结构和复制及相关计算算3复制、转录、翻译的比较，结合复制、转录、翻译的比较，结合基因突变考查基因对性状的控制基因突变考查基因对性状的控制2.DNA分子结构的主要特分子结构的主要特点点3.基因的概念及基因的概念及DNA分子分子复制复制4.遗传
2、信息的转录和翻译遗传信息的转录和翻译实验实验复习指导：一是应明确经典实验过程，掌握经典实验的方法与结(推)论；二是应明确细胞内遗传信息的传递过程，掌握DNA的结构与复制、基因的表达等内容，理解碱基互补配对原则，并就相关计算进行归纳，做到透彻理解、掌握方法。高频热点精析高频热点精析2真题模拟强化真题模拟强化3课后强化作业课后强化作业4体系整合拓展体系整合拓展1体系整合拓展体系整合拓展1原核生物、真核生物、病毒的遗传物质分别是什么？_2原核细胞和真核细胞内基因的表达有怎样的区别？_3基因可以通过哪些过程完成复制和传递？_答案：1.DNA；DNA；DNA或RNA。2原核细胞内基因表达中的转录和翻译过
3、程是同时进行的，而真核细胞内基因表达中的转录和翻译发生在不同的场所，先转录后翻译。3有丝分裂和减数分裂。1. (2014枣庄质检)艾弗里将R型肺炎双球菌培养在含S型细菌DNA的培养基中，得到了S型肺炎双球菌，有关叙述中正确的是 ()AR型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的BR型细菌转化为S型细菌属于基因重组C该实验不能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNAD将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌答案B解析艾弗里实验中将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂质和DNA等提取出来，分别加入培养R型细菌的培养基中，结果只有加入DNA时，才能使R型细菌转化成S型细菌，这说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA
4、，C错误；该实验的生物变异属于基因重组，生物的变异都是不定向的，A错误、B正确；将S型细菌的DNA注射到小鼠体内，不能实现肺炎双球菌的转化，D错误。2图甲所示为基因表达过程，图乙为中心法则，表示生理过程。下列叙述正确的是()A图甲为染色体DNA上的基因表达过程，需要多种酶参与B青霉素影响核糖体在mRNA上移动，故影响基因的转录过程C图甲所示过程为图乙中的过程D图乙中涉及碱基A与U配对的过程答案D解析图甲所示基因的转录、翻译是同时进行的，为原核生物基因的表达；青霉素影响核糖体在mRNA上移动，即影响基因的翻译过程；图甲所示过程为图乙中的过程；为DNA的复制过程，不涉及A与U的配对，其它过程均涉及
5、。高频热点精析高频热点精析1探究DNA是遗传物质的经典实验实验过程与结论探究生物的遗传物质探究生物的遗传物质实验名称实验名称操作对象操作对象操作操作过程过程结果结果结论结论肺肺炎炎双双球球菌菌的的转转化化实实验验体内体内转化转化实验实验加热杀死加热杀死的的S型细菌型细菌R型型细细菌菌注射注射到小到小鼠体鼠体内内小鼠死亡，小鼠死亡，分离到分离到S型型和和R型两型两种细菌种细菌加热杀死加热杀死的的S型细型细菌存在菌存在“转化因转化因子子”体外体外转化转化实验实验S型菌型菌DNA混合混合培养培养分离到分离到R型和型和S型细型细菌菌“转化因转化因子子”是是DNAS型菌其他型菌其他物质物质分离到分离到R
6、型细菌型细菌S型菌型菌DNA和和DNA酶酶分离到分离到R型细菌型细菌实验名称实验名称操作对象操作对象操作操作过程过程结果结果结论结论噬菌体侵染噬菌体侵染细菌的实验细菌的实验35S标记的标记的噬菌体噬菌体细细菌菌侵染侵染细菌细菌细菌体内细菌体内无无35S，体，体外有外有35S噬菌体的噬菌体的蛋白质外蛋白质外壳并未进壳并未进入细菌入细菌32P标记的标记的噬菌体噬菌体细菌体内细菌体内有有32P，体，体外无外无32P噬菌体的噬菌体的DNA进进入细菌内入细菌内部部温馨提示：(1)加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性。(2)R型细菌转化成S
7、型细菌的实质是S型细菌的DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。(3)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(4)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。(5)因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素是S，所以用35S标记蛋白质；噬菌体DNA含有蛋白质没有的元素是P，所以用32P标记DNA；因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素，所以此实验不能标记C、H、O、N元素。2噬菌体侵染细菌的实验中的放射性分析用用32P标记的噬菌体侵染大肠杆标记的噬菌体侵染大肠
8、杆菌菌用用35S标记的噬菌体侵标记的噬菌体侵染大肠杆菌染大肠杆菌理论上理论上在上清液中不含放射性，下层在上清液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性沉淀物中应具有很高的放射性上清液中有较强的放射上清液中有较强的放射性，沉淀物中不含放射性，沉淀物中不含放射性性实际上实际上在离心后的上清液中也有一定在离心后的上清液中也有一定的放射性的放射性沉淀物中出现少量的放沉淀物中出现少量的放射性射性原因原因保温时间过短，部分噬菌体保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，没有侵染到大肠杆菌细胞内，离心后分布于上清液中；离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内
9、增殖后释放子代，离肠杆菌内增殖后释放子代，离心后分布于上清液中心后分布于上清液中搅拌不充分，有少量含搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉，随大肠杆菌离心到沉淀物中淀物中3.艾弗里的实验和噬菌体侵染细菌实验比较实验实验比较项目比较项目艾弗里实验艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验实验思路实验思路相同：把相同：把DNA与其他物质分开，单独地、直接与其他物质分开，单独地、直接地去观察各自的作用地去观察各自的作用实验原则实验原则都遵循对照原则都遵循对照原则处理方式处理方式从从S型菌中直接提取、型菌中直接提取、分
10、离各种物质，分别分离各种物质，分别加入到培养了加入到培养了R型细菌型细菌的培养基中的培养基中利用同位素标记法将利用同位素标记法将DNA和蛋白质间接分和蛋白质间接分离离实验结论实验结论证明证明DNA是遗传物质，是遗传物质，蛋白质不是遗传物质蛋白质不是遗传物质证明证明DNA是遗传物质，是遗传物质，在亲子代之间保持连续在亲子代之间保持连续性性4.生物的遗传物质总结5.体内转化实验中细菌数量变化曲线体内转化实验中，小鼠体内S型、R型细菌含量的变化情况如图所示 。(1)ab段：将加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合后注射到小鼠体内，ab时间段内，小鼠体内还没形成大量的免疫R型细菌的抗体，故该时间段内R型细
11、菌数量增多。(2)bc段：小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。(3)cd段：c之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型细菌大量繁殖，所以cd段R型细菌数量增多。(4)S型细菌来源，少量R型细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型细菌，故S型细菌是从0开始的。(2014宁波)下列关于肺炎双球菌转化实验的叙述中，错误的是()A需对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定B配制的培养基应适合肺炎双球菌的生长和繁殖C转化的有效性与R型细菌的DNA纯度有密切关系D实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是解析在艾弗里的体外转化实验中需对S型细菌中的物质
12、进行提取、分离和鉴定，故A正确；转化实验所用的培养基应适合肺炎双球菌的生长和繁殖，故B正确；肺炎双球菌转化的有效性与S型细菌的DNA纯度有密切关系，故C错误；艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是，故D正确。答案C如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题：(1)图三中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图二中的_。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图一中的_。(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是_。(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是_。(4)仅有图三的实验过程，_ (能或不能)说明蛋白质不是
13、遗传物质，原因是_。答案(1)(2)噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成(3)让噬菌体的蛋白质外壳与侵入细菌的噬菌体DNA分子分离(4)不能蛋白质外壳没有进入细菌体内解析(1)32P标记的是(磷酸基团)，(肽键)不含S，有些R基团含S，故35S标记的是R基团。(2)噬菌体侵染细菌的实验思路是单独观察生物体内每一种化学成分的作用，而噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成，这是它被选为实验材料的原因之一。(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是让噬菌体的蛋白质外壳与侵入细菌的噬菌体DNA分子分离，以便观察放射性存在的部位。(4)图三实验说明蛋白质外壳没有进入细菌体内，但不能说明噬菌体的遗传物质不是蛋白质。1
14、有关碱基、磷酸、脱氧核糖的连接(1)一条单链DNA中相邻的碱基的连接，不是互补的两条链间相邻的碱基的直接连接，而是通过脱氧核糖磷酸脱氧核糖间接相连。(2)在DNA分子中，多数磷酸连接2个脱氧核糖，多数脱氧核糖连接2个磷酸。遗传物质中的有关计算遗传物质中的有关计算2核酸种类的判定方法条件条件结论结论有有U无无T(或有核糖或有核糖)一定为一定为RNA有有T无无U(或有脱氧核糖或有脱氧核糖)，且，且AT或嘌或嘌呤呤嘧啶嘧啶一定为单链一定为单链DNA有有T无无U(或有脱氧核糖或有脱氧核糖)，且，且AT或或嘌呤嘧啶嘌呤嘧啶双链或单链双链或单链DNA3.DNA分子、DNA某条链及转录生成的mRNA中碱基比
15、例关系(有关计算及规律)4.DNA复制过程中的碱基数量计算某DNA分子中含某碱基a个，(1)复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n1)；(2)第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n1。将双链DNA在中性盐溶液中加热，两条DNA单链分开，叫做DNA变性。变性后的DNA如果慢慢冷却，又能恢复成为双链DNA，叫做退火。(1)低温条件下DNA不会变性，说明DNA有_特点，从结构上分析原因有：外侧_，内侧碱基对遵循_原则。(2)DNA变性时脱氧核苷酸分子间的共价键不受影响，而_被打开。如果在细胞内，正常DNA复制过程中需要_作用。(3)部分DNA完全解旋成单链所需的温度明显高于其他DNA，
16、其最可能的原因是_。(4)大量如图1中N元素标记的DNA在变性后的退火过程中会形成_种DNA，离心后如图2，则位于_链位置上。(5)如果图1中链中A和T的比例和为46%，则DNA分子中A和C的和所占比例为_。解析(1)由于DNA的双螺旋结构，所以DNA在低温条件下不解旋，具有稳定性特点。这是建立在DNA分子结构特点上的，外侧有磷酸和脱氧核糖交替连接形成的骨架结构，内侧的碱基对之间形成的氢键使两条单链稳定相连。(2)DNA解旋使单链间的氢键分开，细胞内DNA解旋酶可使DNA解旋。(3)GC之间有3个氢键，AT之间有2个氢键，两条单链间的氢键越多，结构越稳定。(4)链只能与链碱基互补配对形成DNA
17、，所以退火过程中只能形成1种DNA，属于中链。(5)DNA中因为AT、GC，所以A和C的和占的比例为50%。答案(1)稳定性由磷酸和脱氧核糖交替连接形成基本骨架结构碱基互补配对(2)碱基对间的氢键DNA解旋酶(3)该DNA中G和C形成的碱基对的比例较高，结构比较稳定(4)1中(5)50%下列有关图示DNA分子的说法正确的是()A限制酶可作用于部位，DNA连接酶作用于部位B碱基种类和(AT)/(GC)能决定DNA分子的特异性C若该DNA分子中A为p个，占全部碱基的n/m(m2n)，则G的个数为pm/2npD把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，子代中含15N的DNA占3/4答案C解析限制酶和
18、DNA连接酶均作用于磷酸二酯键，即作用于部位；DNA分子的碱基种类有A、T、G、C 4种，其不能决定DNA分子的特异性；若DNA中A为p个，占全部碱基的n/m(m2n)，则DNA全部碱基数为pm/n，根据碱基互补配对原则可推知，G的个数为pm/2np；把此DNA放在含15N的培养液中复制2代，形成4个DNA分子，由于DNA复制的方式是半保留复制，子代中DNA均含15N。1基因是有遗传效应的DNA片段遗传信息的传递与表达辨析遗传信息的传递与表达辨析2复制、转录和翻译的比较比较项目比较项目DNA复制复制转录转录翻译翻译场所场所主要在细胞核中主要在细胞核中主要在细胞核中主要在细胞核中细胞质中的核糖体
19、细胞质中的核糖体模板模板DNA的两条单链的两条单链DNA的一条链的一条链mRNA原料原料4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸种核糖核苷酸20种氨基酸种氨基酸条件条件ATP、酶、酶(DNA解旋酶、解旋酶、DNA聚聚合酶合酶)酶酶(RNA聚合酶聚合酶)、ATP酶、酶、ATP、tRNA比较项目比较项目DNA复制复制转录转录翻译翻译产物产物2个双链个双链DNA一个单链一个单链RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽链多肽链特点特点半保留复制半保留复制边解旋边复边解旋边复制制多起点复制多起点复制边解旋边转录，边解旋边转录，DNA双链全保双链全保留留一条一条mRNA上可相上可相继结合多个核糖体，继结
20、合多个核糖体，同时合成多条肽链同时合成多条肽链信息传递信息传递DNADNADNARNAmRNA蛋白质蛋白质3.遗传信息的传递与表达(中心法则)(1)通过DNA复制体现了DNA传递遗传信息的功能，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。(2)通过转录和翻译过程共同体现了DNA表达遗传信息的功能。4不同类型生物遗传信息的传递(1)以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递(2)以RNA为遗传物质的生物遗传信息的传递具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)。具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)。温馨提示1知识拓展(1)DNA复制的模板是两条DNA单链，转录的模板是解旋的一条DNA链。
21、(2)一个mRNA分子上可连接多个核糖体同时合成多条多肽链。 (3)mRNA直接决定氨基酸的排列顺序，DNA间接决定氨基酸的排列顺序。(4)原核生物的转录、翻译同时同地进行，边转录边翻译，真核生物的转录在细胞核，翻译在细胞质中，先转录后翻译。2与核酸有关的几种重要的酶名称名称作用作用解旋酶解旋酶打开氢键打开氢键DNA聚合酶聚合酶连接单个脱氧核苷酸到已有单链上连接单个脱氧核苷酸到已有单链上DNA连接酶连接酶连接两个连接两个DNA片段片段RNA聚合酶聚合酶催化合成催化合成RNA分子分子DNA水解酶水解酶水解水解DNARNA水解酶水解酶水解水解RNA下图为细胞中合成蛋白质的示意图，相关说法不正确的是
22、()A该图说明少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质B的最终结构各不相同C合成的场所在细胞核，的合成与核仁有关D该过程的模板是mRNA，原料是氨基酸解析图中表示翻译过程，图中有一条mRNA，这条mRNA上结合着多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，合成多肽链的模板是相同的，所以结构相同，故选B。答案B下列为某一段多肽链和控制它合成的DNA双链的一段：甲硫氨酸脯氨酸苏氨酸甘氨酸缬氨酸密码子表：甲硫氨酸( AUG)、脯氨酸(CCA、CCC、CCU)、苏氨酸(ACU、ACC、ACA)、甘氨酸(GGU、GGA、GGG)、缬氨酸(GUU、GUC、GUA)。根据上述材料，下列描述中错误的是()A这段DNA
23、中的链起了转录模板的作用B决定这段多肽链的遗传密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUAC这条多肽链中有4个“CONH”的结构D若这段DNA的链右侧第二个碱基T被G替代，这段多肽将出现两个脯氨酸答案D解析根据肽链组成和密码子表可知：合成该肽链的mRNA是以DNA分子的链为模板转录而成的；由链的碱基顺序可知，密码子依次是AUG、CCC、ACC、GGG、GUA；氨基酸脱水缩合过程中，肽键数氨基酸数肽链条数514；若这段DNA的链右侧第二个碱基T被G替代，则决定这段多肽链的最后一个遗传密码子是GGA，则这段多肽中将会出现两个甘氨酸。真题模拟强化真题模拟强化1(2014江苏，4)下列叙述与生物
24、学史实相符的是()A孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合规律B范海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气C富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献D赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制)答案C解析孟德尔用豌豆为实验材料，验证了基因的分离及自由组合规律；范海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自水和空气，而非来自土壤；赫尔希和蔡斯用35S和32p分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质。对于生物科学史的知识要记忆清楚，平日要加强积累。2(2014四川，3)将
25、牛催乳素基因用32P标记后导入小鼠乳腺细胞，选取仅有一条染色体上整合有单个目的基因的某个细胞进行体外培养。下列叙述错误的是()A小鼠乳腺细胞中的核酸含有5种碱基和8种核苷酸B该基因转录时，遗传信息通过模板链传递给mRNAC连续分裂n次后，子细胞中32P标记的细胞占1/2n1D该基因翻译时所需tRNA与氨基酸种类数不一定相等答案C解析小鼠乳腺细胞中的核酸(DNA、RNA)含有AGCTU五种碱基，八种核苷酸，A正确；基因是具有遗传效应的DNA片段，转录是以基因的一条链为模板指导合成RNA的过程，B正确；DNA(基因)的复制是半保留复制，连续分裂n次，细胞中DNA复制n次，共生成2n个DNA，其中被
26、标记的DNA有两个，因此子细胞中被标记的细胞占1/2n1, C错；翻译过程中，一种氨基酸可以由几种tRNA进行运输，D正确。注意61种tRNA对应运输20种氨基酸，会出现多对一的现象。审题时要注意关于“一条染色体上整合单个基因”信息获取。3(2014北京西城二模)B基因在人肝脏细胞中的表达产物是含100个氨基酸的B100蛋白，而在小肠细胞中的表达产物是由前48个氨基酸构成的B48蛋白。研究发现，小肠细胞中B基因转录出的mRNA靠近中间位置某一CAA密码子上的C被编辑成了U。以下判断错误的是()A小肠细胞中编辑后的mRNA第49位密码子是终止密码UAABB100蛋白前48个氨基酸序列与B48蛋白相同CB100蛋白和B48蛋白的空间结构不同D肝脏和小肠细胞中的B基因结构有差异答案D解析由题意，小肠细胞中B基因转录出的mRNA靠近中间位置某一CAA密码子上的C被编辑成了U，导致形成B48蛋白第49位密码子是终止密码UAA；B100蛋白前48个氨基酸序列与B48蛋白相同，正确；B100蛋白和B48蛋白由于氨基酸数量不同，空间结构也不同，正确；说明不同的体细胞都来源于受精卵的有丝分裂，DNA都相同，故肝脏和小肠细胞中都含有B基因，肝脏和小肠细胞中的B基因结构相同。
